Una junta para cierre hermético entre componentes de una máquina giratoria.

Una junta (40) para un cierre hermético entre componentes (20;

22, 24) de una máquina giratoria (10) en una interfaz de cierre hermético anular (20.1; 22.1; 24.1) donde las superficies opuestas de los componentes definen un volumen de cierre hermético encerrado o parcialmente encerrado, de forma, configuración y orientación generalmente predeterminadas, entre zonas de alta presión y de baja presión relativamente, teniendo la junta la forma de un anillo (40) de material flexible y definiendo una pluralidad de cavidades previstas para aceptar el material deformado para permitir la deformación del material de la junta a las cavidades, incluyendo la junta un faldón o borde (42) que se extiende generalmente de manera longitudinal, que tiene superficies periféricas radialmente interior y exterior, y que tiene generalmente forma de cuña, teniendo entonces un extremo más estrecho del faldón un extremo libre (42.1) que está destinado a ser posicionado en una zona de alta presión del volumen de cierre hermético, caracterizada porque dichas cavidades alternan con áreas de contacto (48), estando las cavidades y las áreas de contacto distribuidas periféricamente, aumentando las superficies en sección transversal a través de las áreas de contacto, en radios respectivos, progresivamente desde una superficie del faldón para producir una fuerza de compresión, requerida para causar la deformación de las áreas de contacto, con el fin de aumentar de forma exponencial con un exponente mayor que 1.

Una junta para cierre hermético entre componentes de una maquina giratoria.

Este invento se refiere a un cierre hermético entre componentes de maquinaria giratoria, especialmente un cierre hermético entre componentes de bombas.

En una máquina giratoria, un rotor puede girar en una cubierta o envolvente, en la que uno o mas componentes estacionarios diferentes, tales como bridas de tubo, forros de desgaste, y similares, están montados. Tales componentes se encuentran frecuentemente en forma de piezas moldeadas, que, en su estado “moldeado”, tiene amplias tolerancias dimensiónales. Así, la capacidad de cerrar herméticamente volúmenes entre tales componentes puede variar entre amplios limites necesitando generalmente recocer los componentes y a continuación mecanizar las caras que definirán los volúmenes de cierre hermético. Algunas veces, es necesario tratar mediante calor los componentes después de la mecanización lo que puede provocar una deformación adicional, inaceptable, que requiere aun otra operación de mecanización o una operación final de mecanización. La mecanización es a menudo problemática debido a la asimetría en los componentes, teniendo en cuenta que los componentes de las máquinas giratorias están destinados a ser generalmente redondos y simétricos. Además, los componentes generalmente requieren ser ensamblados concéntricamente.

Específicamente cuando los volúmenes para cerrar herméticamente están encerrados, se requieren estrechas tolerancias cuando ha de utilizarse un material de cierre hermético que es incompresible, tal como caucho.

El documento US-2.252.240 de la técnica anterior, titulado “Dispositivo de empaquetadura”, a nombre de Tschappat describe un dispositivo de empaquetadura para proporcionar un cierre hermético alrededor de un tubo o conducto u otro elemento cilíndrico. Incluye un miembro de empaquetadura elástico anular que incluye labios que se extienden axialmente, radialmente exterior y radialmente interior, y nervios que se extienden longitudinal y radialmente, circunferencialmente espaciados radialmente hacia fuera del labio interior y unidos a él, y desconectados del labio exterior. El tubo u otro elemento cilíndrico, y los componentes asociados que sobresalen radialmente tales como acoplamientos, pueden ser movidos más allá del labio interior al tiempo que mantienen el cierre hermético, permitiéndose tal paso por distorsión del labio interior. Los nervios refuerzan el labio interior. Tschappat no describe la recepción de material deformado en aberturas entre nervios. También, describe nervios de grosor generalmente uniforme.

También en la técnica anterior, el documento GB 2.142, 106 describe una conexión de tubería de flujo de alta presión en la que un anillo de cierre hermético es utilizado para cerrar herméticamente miembros macho y hembra con superficies de acoplamiento troncocónicas. El anillo de cierre hermético incluye un labio que se extiende radialmente hacia fuera que ayuda a la aplicación de cierre hermético.

De acuerdo con este invento, se ha proporcionado una junta para cierre hermético entre componentes de una maquina giratoria en una interfaz de cierre hermético anular en la que superficies opuestas de los componentes definen un volumen de cierre hermético encerrado o parcialmente encerrado, de forma, configuración y orientación generalmente predeterminadas, entre zonas de alta presión y de baja presión relativamente, teniendo la junta la forma de un anillo de material flexible y definiendo una pluralidad de cavidades previstas para aceptar material deformado para permitir la deformación del material de la junta en las cavidades, incluyendo la junta un faldón o borde que se extiende en general longitudinalmente, que tiene superficies periféricas radialmente interior y exterior, y que tiene generalmente forma de cuña, teniendo entonces un extremo estrechado del faldón un extremo libre que está destinado a ser posicionado en una zona de alta presión del volumen de cierre hermético, en la que dichas cavidades alternan con áreas de contacto, estando distribuidas las superficies en sección transversal de las cavidades y las áreas de contacto, periféricamente a través de las áreas de contacto en radios respectivos que aumentan progresivamente desde una superficie del faldón para provocar una fuerza de compresión, requerida para causar la deformación de las áreas de contacto, para aumentar exponencialmente con un exponente mayor que 1.

Preferiblemente, las cavidades y las áreas de contacto pueden estar orientadas respectivamente en sentido longitudinal, estando espaciadas periféricamente las cavidades y las áreas de contacto.

En una clase de realización, las cavidades pueden estar abiertas a lo largo de la superficie radialmente exterior del faldón, siendo las superficies en sección transversal de las áreas de contacto en la periferia exterior del faldón una magnitud mínima, aumentando las superficies en sección transversal respectivas de las áreas de contacto con radio decreciente. Así, ventajosamente, las superficies radialmente exteriores de las áreas de contacto pueden estar redondeadas de forma convexa.

En una realización preferida de una junta o cierre hermético de la clase descrita, dicho material flexible es elástico y tiene características de deformación/esfuerzo que caen dentro del margen siguiente y que tiene los siguientes valores:

para una elongación del 100%, un esfuerzo a tracción de entre 0, 2 y 1, 8, preferiblemente de aproximadamente 1 N/mm2; para una elongación del 200%, un esfuerzo a tracción de entre 0, 8 y 4, 8, preferiblemente de aproximadamente 2, 7 N/mm2; para una elongación del 300%, un esfuerzo a tracción de entre 12, 2 y 24, 7, preferiblemente de aproximadamente 18, 5 N/mm2.

El material puede ser un tipo apropiado de caucho natural o sintético. Puede, por ejemplo, ser un uretano apropiado.

El material puede ser sustancialmente incompresible.

Además de acuerdo con el invento, una de las superficies periféricas radialmente interior y exterior de la junta puede estar configurada para encontrarse contra una superficie correspondiente de la cavidad de la junta, teniendo la otra dichas cavidades en disposición alternativa con áreas de contacto, estando una parte anular hacia un extremo del faldón achaflanada con relación a una superficie de cierre hermético opuesta para facilitar el montaje de la junta en el volumen de cierre hermético.

La superficie radialmente interior puede estar suavemente curvada, teniendo la superficie radialmente exterior las cavidades abiertas y las áreas de contacto.

La parte achaflanada puede estar en el extremo libre del faldón.

Además de acuerdo con este invento, el faldón puede extenderse desde una base que tiene caras radialmente interior y exterior y un dorso entre dichas caras interior y exterior, convergiendo las caras interior y exterior en una dirección lejos de dicho dorso.

En una realización preferida, la base, en sección transversal, puede ser parcialmente hueca, estando contenidas dichas cavidades al menos parcialmente entre las caras interior y exterior, incluyendo la junta áreas de contacto, entre las que están dispersadas las cavidades, entrometiéndose las áreas de contacto entre las caras interior y exterior y hasta el dorso. Las caras interior y exterior de la base pueden estas espaciadas más ampliamente próximas al dorso, y pueden estar adaptadas para usar con una cavidad de la junta que está conformada de manera correspondiente, para promover la presión de cierre hermético para mantener el cierre hermético en la región de la base, independientemente del estado de la presión de cierre hermético y de la deformación del material de la junta.

Aún más de acuerdo con este invento, dicha junta puede comprender una base anular desde la que se extiende longitudinalmente el faldón, siendo la base anular de mayor grosor anular que un extremo más grueso del faldón, teniendo la base a lo largo de una superficie de la misma un labio de base periférico sobresaliente configurado para contactar con una zona anular de la cavidad de la junta.

En una clase de realización dicho labio base puede estar a lo largo de una superficie radialmente exterior de la junta, y puede estar orientado radialmente hacia fuera y hacia un extremo de presión relativamente alta de la cavidad de la junta. El labio de base puede tener la forma de un labio reentrante... [Seguir leyendo]

1. Una junta (40) para un cierre hermético entre componentes (20; 22, 24) de una máquina giratoria (10) en una interfaz de cierre hermético anular (20.1; 22.1; 24.1) donde las superficies opuestas de los componentes definen un volumen de cierre hermético encerrado o parcialmente encerrado, de forma, configuración y orientación generalmente predeterminadas, entre zonas de alta presión y de baja presión relativamente, teniendo la junta la forma de un anillo (40) de material flexible y definiendo una pluralidad de cavidades previstas para aceptar el material deformado para permitir la deformación del material de la junta a las cavidades, incluyendo la junta un faldón o borde (42) que se extiende generalmente de manera longitudinal, que tiene superficies periféricas radialmente interior y exterior, y que tiene generalmente forma de cuña, teniendo entonces un extremo más estrecho del faldón un extremo libre (42.1) que está destinado a ser posicionado en una zona de alta presión del volumen de cierre hermético, caracterizada porque dichas cavidades alternan con áreas de contacto (48) , estando las cavidades y las áreas de contacto distribuidas periféricamente, aumentando las superficies en sección transversal a través de las áreas de contacto, en radios respectivos, progresivamente desde una superficie del faldón para producir una fuerza de compresión, requerida para causar la deformación de las áreas de contacto, con el fin de aumentar de forma exponencial con un exponente mayor que 1.

2. Una junta según la reivindicación 1, en la que las cavidades y las áreas de contacto (48) están respectivamente orientadas longitudinalmente, estando las cavidades y las áreas de contacto espaciadas periféricamente.

3. Una junta según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que las cavidades están abiertas a lo largo de la superficie radialmente exterior del faldón, siendo las superficies en sección transversal de las áreas de contacto (48) en la periferia exterior del faldón de una magnitud mínima, aumentando las superficies en sección transversal respectivas de las áreas de contacto con un radio decreciente.

4. Una junta según la reivindicación 3, en la que las superficies radialmente exteriores de las áreas de contacto (48) son redondeadas de forma convexa.

5. Una junta según la reivindicación 1, en la que una de las superficies periféricas (42.1; 42.2) radialmente interior y exterior de la junta (40) esta configurada para encontrarse contra una superficie correspondiente (22.1; 24.1) de la cavidad de junta, teniendo la otra dichas cavidades en una disposición alternativa con las áreas de contacto (48) , en las que una parte anular (48.1) hacia un extremo del faldón está achaflanada con relación a una superficie de cierre hermético opuesta (20.1) con el fin de facilitar el montaje de la junta en el volumen de cierre hermético.

6. Una junta según la reivindicación 5, en la que la superficie radialmente interior (42.1; 42.2) está curvada suavemente, teniendo la superficie radialmente exterior las cavidades abiertas y las áreas de contacto (48) .

7. Una junta según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la que la parte achaflanada está en el extremo libre

(42.1) del faldón (42) .

8. Una junta según la reivindicación 1, en la que el faldón (42) se extiende desde una base (44) que tiene caras radialmente interior (42.2) y exterior (42.1) y un dorso entre dichas caras interior y exterior, convergiendo las caras interior y exterior en una dirección alejada de dicho dorso.

9. Una junta según la reivindicación 8, en la que la base (44) , en sección transversal, es parcialmente hueca, estando contenidas dichas cavidades al menos parcialmente entre las caras interior (42.2) y exterior (44.1) , introduciéndose las áreas de contacto (48) , entre las que están dispersadas las cavidades, entre las caras interior y exterior y hasta la parte posterior.

10. Una junta según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en la que las caras interior y exterior de la base (44) están espaciadas de forma más amplia próximas al dorso, y estando adaptadas para su uso con una cavidad de junta que tiene una forma correspondiente, con el fin de promover una presión de cierre hermético para mantener el cierre hermético en la región de la base, independientemente del estado de la presión de cierre hermético y de la deformación del material de la junta.

11. Una junta según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en la que la base anular (44) es de grosor anular mayor que un extremo más grueso (42.2) del faldón (42) , teniendo la base, a lo largo de una superficie (44.1) de la misma un labio de base periférico sobresaliente (44.2) configurado para hacer contacto con una zona anular (20, 1) de la cavidad de la junta.

12. Una junta según la reivindicación 11, en la que dicho labio de base (44.2) se encuentra a lo largo de una superficie radialmente exterior de la junta, y está orientado radialmente hacia fuera y hacia un extremo de presión relativamente elevada de la cavidad de la junta.

13. Una junta según la reivindicación 12, en la que el labio de base (44.2) se presenta en forma de un labio que vuelve a entrar a lo largo de una superficie periférica exterior de la base.

14. Una junta según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el faldón (42) tiene, en su extremo libre (42.1) , un labio (46) del faldón inclinado para presionar contra una parte anular correspondiente (22.1; 24.1) de dicha zona de alta presión.

15. Una junta según la reivindicación 14, en la que el labio (46) del faldón está inclinado radialmente hacia dentro para ser ofrecido a una superficie radialmente interior (22.1; 24.1) del volumen de cierre hermético durante su utilización.

16. Una junta según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que una de las superficies periféricas interior y exterior del faldón (42) incluye una sección oblicua (42.1) conformada y orientada para coincidir con una superficie opuesta (22.1; 24.1) que define el volumen de cierre hermético, pero según un ángulo seleccionado para presionar un extremo del faldón hacia su extremo libre contra dicha superficie de junta opuesta de la cavidad de junta.

17. Una junta según la reivindicación 16, en la que dicha sección oblicua (42.1) se encuentra a lo largo de la superficie periférica radialmente interior del faldón (42) , siendo dicha sección oblicua no cilíndrica y estrechándose hacia el extremo libre (42.1) del faldón.

18. Una junta según la reivindicación 17, en la que una de dichas superficies periféricas interior y exterior del faldón tiene, en serie con dicha sección oblicua (42.1) , una sección yacente o decumbente (42.2) orientada para encontrarse de manera yacente con una superficie correspondiente (22.1; 24.1) del volumen de cierre hermético.

19. Una junta según la reivindicación 18, en la que dicha sección yacente (42.2) es cilíndrica, se encuentra a lo largo de la periferia radialmente interior de la superficie de la junta, y se sitúa hacia el extremo de baja presión de la junta (40) .

20. Una combinación de:

una máquina giratoria (10) que tiene componentes (20; 22, 24) que definen una interfaz de cierre hermético anular (20.1; 22.1, 24.1) donde superficies opuestas de los componentes definen un volumen de cierre hermético encerrado o parcialmente encerrado; y una junta según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la junta está acomodada dentro del volumen de cierre hermético.

21. La combinación según la reivindicación 20, en la que la máquina giratoria es una bomba centrífuga (10) .

22. La combinación según la reivindicación 21, en la que la bomba centrífuga (10) es una bomba de lodos.